220 kV繼電保護的運行與調試

（國網涼山供電公司，四川 涼山 615000）

當電力系統出現相關故障和危害時，需要采取有效的措施來進行處理，該過程稱為繼電保護。一般情況下，繼電保護能夠有效維持電力系統的安全穩定運行，當系統出現故障問題后，繼電保護裝置會發出具體的報警信號，提示相關值班人員，使其對故障根源進行查找，從而減少相關故障問題對電力系統所產生的危害。而在電力系統的運行過程中，不能夠缺少相關繼電保護技術，一旦沒有安裝相關繼電保護裝置，將無法有效地維持電力系統的正常工作。現如今，隨著社會經濟的快速發展，人們的生活水平也得到了明顯的提升，對供電也有了更高的需求，這使電力生產和消耗量不斷增長，用電負荷也在進一步增大，因此，繼電保護調試技術的應用具有十分重要的意義[1]。

1 220kV電力系統繼電保護的運行方式

1.1 繼電保護運行方式

通過確保繼電保護運行方式的合理性，可以有效改善保護機能，并且充分發揮保護裝置的效益。繼電保護整定計算主要以常見的運行方式作為根據，而常見運行方式具體是指正常運行方式和正常檢修方式[2]。對于電網220 kV系統來說，按照省廳相關規定來進行執行；對于110 kV及以下系統，則需要將變電站相關軟件進行檢修來作為正常解決方式，特殊運行方式則需要采取特殊處理。

整定計算是指按照系統基礎運行方式，考慮被保護設備及相近回線或元件，在檢修時所采取的檢修方式為依據，當條件允許時可以對較多場站所相鄰的兩個元件進行同時停運進行檢修[3]。

變壓器中性點接地方式要求。對于220 kV變壓器的中性點接地方式，需要按照省廳相關規定來進行安排，具體來說，應按照以下相關要求來對110 kV變壓器的中性點進行接地。

首先，對于純負荷性質的變電站來說，通常要求相關變壓器應將110 kV的中性點采用間隙接地運行的方式。而對于有2臺以上變壓器運行的相關發電廠來說，則規定其在正常運行和檢修過程當中需要嚴格按照相關要求，將其中1臺變壓器110 kV中性點采用直接接地方式運行，從而確保系統的零序阻抗能夠保持穩定性，否則需要對其進行特殊處理。其次，對于只有1臺變壓器運行的相關發電廠來說，其變壓器110 kV中性點需要采取直接接地運行的方式，而對于2臺及以上變壓器運行的相關帶地區電源的變電站來說，則要求在正常和檢修狀態下，其中一臺變壓器110 kV的中性點采用直接接地運行方式，從而確保系統零序的阻抗穩定性。最后，對于只有1臺變壓器運行的帶地區電源變電站來說，通常要求變壓器110 kV的中性點需要采取直接接地的方式運行。

1.2 系統運行方式

通常來說，最大運行方式主要是指當110 kV系統的相關電廠機組在全開狀態下，各廠、站變壓器都需要投入運行當中，而中性點需要按正常運行方式的相關要求來進行接地。對于220 kV及以上系統而言，需要歸算至110 kV系統的正序、零序阻抗，將其作為最大運行方式阻抗。而對于35 kV及以下系統，則需要將其歸算至110 kV系統的正序阻抗，同樣需要將其作為最大運行方式阻抗，同時，對于110 kV線路需要全部投入運行。

最小運行方式主要是指110 kV的發電機，在開啟時變壓器的相關中性點直接接地臺數達到最少。對于裝有兩臺變壓器的110 kV變電站而言只將其中一臺變壓器，而220 kV及以上系統則需要歸算至110 kV系統的正序、零序阻抗，并將其作為最小運行方式阻抗。而對于35 kV及以下系統而言，需要將其歸算至110 kV系統的正序阻抗，并將其作為最小運行方式阻抗，此外，對于110 kV及以下電網，則需要采取解環運行的方式。

正常檢修方式主要是指電網在具體運行時，處于常見大方式和小方式當中，110 kV系統被保護設備和與其相鄰近的一回線或1個元件進行停運，具有較多出線的廠站，可以對相鄰的2個元件同時停運情況進行兼顧，在采取同桿并架的雙回線時，需要對同時停運的方式進行考慮。

2 220kV繼電保護裝置的調試技術

2.1 安裝操作調試

工作人員在對繼電保護裝置開展安裝調試時，要遵循以下3個要點：1） 在要進行安裝前對繼電保護裝置的外觀及部件進行全面查看，如果發現繼電保護裝置有損壞的地方要及時進行更換，防止在以后的使用過程中出現安全故障問題。2） 在繼電保護裝置安裝后進行試運行操作，并且及時記錄試運行的主要數據。3） 對安裝后的繼電保護裝置各項功能進行正確調試，盡量將誤差降低到最低。4） 對調試后的繼電保護裝置進行完整的數據檢測，并且進行細致記錄，為以后工作人員的維護工作提供一定的參考。

2.2 直流短路調試

直流系統中出現最多的故障就是直流短路故障，其次是接地回路故障，最后是信號回路故障。這里以直流短路故障為案例進行講解，這類故障的維修步驟比較復雜，原因主要是由于系統中出現2點或者多點的接地故障導致直流回路不正常，引發繼電保護裝置的誤動情形，該故障會給電力系統的正常運作帶來嚴重的影響。在面對這樣的故障時，可以利用“拉路法”對故障實施排查，然后針對最終排查結果對故障問題進行相關處理。其處理順序包括以下3步：1）以信號回路到控制回路的順序進行排查。2）以低電壓到高電壓的順序進行排查。3）從室內到室外的順序進行排查。

一般來講，利用“拉路法”進行故障排查可以實現3 s內使停電的電力系統恢復的優勢，該排查方式對于電力系統的正常運行不會帶來明顯的影響，所以“拉路法”排查方式目前在電力直流短路調試中應用較為廣泛。

另外，還有1種常見的大電流故障，與普通電力設備進行對比，會發現大電流故障在繼電正常運行過程中為經常出現的問題。所以在繼電保護調試時，必須要針對大電流故障進行排查和調試，主要包括以下3個步驟：1）針對出現故障部位的實際情況進行檢測和調試，確定更換保護裝置的類型。2）檢測并確定繼電保護器短路時的負荷值，進而開展有針對性的繼電保護優化工作。3）在對繼電器大電流故障調試的基礎上實施預防方案，以此來保證后面出現大電流故障時的調試能夠更加規范合理。通過表1的數據可以更好地檢測和確定繼電保護裝置的負荷值。

表1 繼電短路保護最小靈敏系數

2.3 系統溫度調試

除直流短路調試系統外，系統溫度調試方法在繼電保護裝置中應用也較為廣泛，由于電力系統在長期的運行過程中會產生系統溫度升高的現象。如果這個系統溫度過高，就會導致電力電氣設備的快速老化及元件被燒毀等故障，這些隱患會給電力系統的正常運行帶來很大的影響，所以電力維護人員應該將繼電保護裝置的系統溫度維持在一定范圍內，措施包括以下3點：1）有針對性地做好防護措施，最大限度地避免太陽直射使用中的繼電保護裝置。2） 為了能更好的監測到繼電裝置的內部溫度，可設置溫度檢測儀器，詳細記錄繼電保護裝置的溫度數據。3）定期開展繼電保護裝置的合理維護，一旦發現繼電保護裝置出現元件燒毀或者設備老化的問題，必須要進行及時更換。

2.4 同源相序的核對調試

繼電保護系統正常運行的關鍵就是要求電源具有穩定的保護性，這也是繼電保護安全高度的關鍵。以單相操作設備為例，調試人員需要利用電源車分相合閘進行該設備的相序和對調試，在此基礎上對一體化裝置和監控系統進行電壓通道模擬量的判斷和調試。同時，在核對和調節繼電保護的母線相序時，要求主變壓器高壓側的單位重合閘來決定其母線相序，一旦電壓互感器的間隔不在同一條線路上，那么該繼續保護由系統變壓器來決定。只有通過這種形式才能更好的保證繼電保護系統各線路的相序核對通過檢測和調試，進而有效提高繼電保護的性能。

3 220kV系統繼電保護運行中需要注意的問題

21世紀以來，對電力企業繼電保護裝置提出了更高的要求，為了滿足社會發展的需求，需要不斷更新繼電保護裝置，通過使用先進的設備，提高電力企業的發展，使其能夠快速、高效地運行，保證電力企業的安全性、穩定性，這就需要企業對我國繼電保護裝置的運行進行不斷的創新，提升電力運輸質量。為保證電力工作的安全性，必須加強對電力繼電保護裝置的完善，加強相關部門對電力繼電保護裝置的重視度。

繼電保護裝置作為電力運行的重要部分，此裝置在實際工作生產中運用較為煩瑣，為了確保繼電保護裝置能夠長期處于高效運作狀態，就需要確保維護保障措施能夠準確無誤，有以下5點需要注意：1）根據目前220 kV線路縱聯保護的相關停運方案可以知道，在縱聯保護出線停運后，線路會出現相應的單相接地故障，當一側作為接地距離Ⅰ段保護動作，會在跳單相后進行重合，另一側則作為Ⅱ段保護動作，在跳三相后不重合，因此，兩側保護動作效果存在差異，無法及時恢復線路的送電。2）雙套線路保護與雙套母差保護需要根據相關對應原則，從而構成具體的失靈回路，如果2套220 kV線路保護和2套220 kV母線保護之間出現相關的交叉停用現象，將會導致其間隔失去失靈保護作用。那么在該開關失靈后，往往只能切除相鄰元件的后備保護。3）當相關線路或母差保護停運后，雖然可以應用壓縮線路后備Ⅱ段保護時間的相關臨時方案，但一旦斷路器出現拒動，失靈保護和線路后備Ⅱ段的相關保護動作時間則需要維持在0.3 s，因此，往往會存在相應的越級動作風險。當主保護出現停運時，相關一次設備需要盡量保持陪停。4）為了滿足電網的穩定運行要求，一旦出現系統故障后，需要快速采取保護動作。所以，在維持系統安全運行時，縱聯保護和母差保護是十分重要的保護機制。現如今，220 kV線路都安裝了相關的2套縱聯保護，在具體運行過程中，需要進一步加強管理措施，從而確保運行線路能夠實現保護機制，提升投運的可靠性。5）通常來說，微機線路保護裝置內往往具有PT斷線功能，當PT出現斷線后，將會退出和電壓有關的保護，從而自動投入不帶方向的相間過流和零序電流保護當中。因為PT斷線相過流保護定值可以按照躲過線路最大負荷電流來進行整定，所以，當線路末端出現相間故障問題后，該保護裝置可能會失去靈敏度。因此，當出現PT斷線后，需要及時進行處理，從而確保相關保護裝置能夠正常運行和發揮作用。

3.1 完善圖紙資料整理與建立調試系統數據庫

首先，電力工作人員在進行繼電保護裝置的調試前，首先要先檢查繼電保護裝置的線路是否正常，并與設計圖紙進行比對，確保設計圖紙與繼電保護裝置安裝一致。如果發現不一致的地方，應該根據現場實際情況及需求進行相應更改，并且要將更改部位標注到設計圖紙中去，然后利用繼電保護裝置調試儀進行調試，如圖1所示。

其次，在對繼電保護裝置進行調試時，要詳細記錄故障維修的情況，例如故障排查結果、故障形成原因及故障維修措施等進行詳細記錄，并及時將這些記錄保存到系統數據庫中。

最后，利用網絡及計算機技術構建調試系統數據庫，然后將所有繼電保護裝置調試數據保存到該數據庫中，方便日后對繼電保護裝置調試信息和記錄的調取，能對以后的調試維護工作起到借鑒與參考作用。

3.2 整組調試驗收調試效果

在對220 kV繼電保護裝置進行整組調試時，需要對繼電保護裝置的性能和效果以不同方法進行檢驗，在完成每次的裝置調試檢測后，都需要及時進行聯機整組調試，可有效降低調試難度和整組故障率[3]，其步驟有2個：1）對主變保護裝置進行整組調試。其調試流程如圖2所示，整組調試根據該流程進行逐一檢查后，根據出現的問題進行參數調整，使其各延時、差流均在標準要求范圍內。2）線路保護整組調試。對繼電保護裝置的電壓電流進行檢測，并對保護裝置輸出的信號、對應電壓電流是否一致進行檢測，要觀察這些數據和信息是否匹配，以此來確保測量結果與實際值的誤差降到最低。對于部分不符合要求的單元模塊必須進行及時的參數調整，如果在調整后仍然不能達到標準要求的，必須對這些模塊進行更換。

圖1 繼電保護裝置調試測試儀結構圖

3.3 對繼電保護裝置調試人員專業技術以及綜合素質的要求

3.3.1 對繼電保護裝置調試人員的要求

首先，必須確保繼電保護裝置調試人員的綜合素質和技術達到標準，這是保證電力企業安全運行的關鍵，即繼電保護裝置調試人員需要有過硬的技術，并且持有相關專業從業資格證，這是最為關鍵也是最基礎的硬性要求。同時需要相關工作人員具有豐富的工作經驗，能夠在電力繼電保護裝置出現問題的第一時間找出問題的關鍵，并且提出科學的解決措施，起到保護作用，保證作業人員的安全性，確保人們用電的穩定性，避免不必要的經濟損失。因此相關部門應該在相關工作人員就職之前對其進行技術和技能培訓，提升相關人員的技術水平，確保相關工作人員能夠準確、科學地操作相關設備，保證電力運行的安全性。

圖2 220 kV變電站主變保護裝置調試流程

其次，繼電保護裝置調試人員除了具備較硬的技術能力之外，還應該全面了解公司和企業的情況，一旦出現故障時，確保能夠在第一時間根據公司的情況進行準確判斷，并且提出相應的解決措施，確保企業電力的正常運行。由此可知，對技術人員進行專業技術培訓是必不可少的，并且需要定期組織相關技術學習和交流會，保證技術人員第一時間全面掌握最先進的技術設備。

3.3.2 繼電保護裝置調試對技術的要求

除了明確技術人員的職責之外，還要對繼電保護裝置調試技術作出相應的要求，目的是提高電力企業的運行效率，促進我國經濟的發展，這就需要全面系統地對繼電保護裝置調試技術作出規范，按照相關規定，嚴格執行。企業電力繼電保護裝置一旦出現故障，能夠第一時間采取緊急措施，提升電力運行的穩定性。一旦電力系統出現突發性的故障，繼電保護系統能夠第一時間采取保護措施，保證電力系統的安全性。機械性采取保護措施是繼電保護裝置保護電力系統的主要方式，為了確保人們的經濟利益不受損害，就需要對技術提出以下2個要求 ：1）需要確保繼電保護裝置中的命令能夠準確地發出，保證安全性，降低安全事故發生的概率。2）為了實現電力運輸的安全性和穩定性，就需要電力企業確保繼電保護裝置操作的流暢性，相關技術人員在日常工作中，要定期對繼電保護裝置進行檢查和維修，在檢查過程中嚴格按照工序，進行科學調試，規范繼電保護裝置的運行效率。

3.4 變電所綜合自動化技術

實現繼電保護和綜合自動化具有著緊密的聯系，主要表現在集成與資源共享、遠程控制與信息共享等方面。將微機保護裝置作為核心，并在計算機系統中納入變電所的信號、測量、控制、計費等相關回路，從而取代傳統的控制保護屏，有效地減少變電所的占地面積和設備投資等，同時提高系統的安全可靠性[4]。綜合自動化技術在具體應用過程當中，具有以下特點。

3.4.1 設備、操作、監視微機化

綜合自動化系統的相關子系統已經實現了微機化，在其內部還包括了系統的功能軟件和信號數字化的相關內容，對常規變電所的機械式、機電式以及模擬設備等進行了摒棄，以此使系統的可靠性以及電氣性能得到了極大的提高。

3.4.2 運行管理智能化

智能化的表現具有許多方面，不僅包括常規自動化功能，同時還具有著相應的在線自診斷功能，能夠及時將相關信息傳送到控制中心，通過主動模式有效替代常規變電所的被動模式[5]。

3.4.3 繼電保護測試的數字化

數字化的測試技術是變電站穩定運行的關鍵。傳統的變電站繼電保護測試的基礎是通過物理布線的方式來控制變電站繼電保護裝置中的設備開關。在數字化繼電保護調試經驗的基礎上，通過使用繼電保護測試儀，使變電站的電力系統能夠保證穩定行和可靠性。通過變電站繼電保護測試儀實現對變電站繼電保護裝置的電壓表數據的實時監測，將該數據用于驅動繼電器，以監測操作接觸保護裝置的輸出跳閘指令。隨著我國數字化技術的不斷發展，電力系統的控制逐漸實現智能化和數字化，傳統的人工數據監測已經無法滿足現代化電力系統運行的要求。因此，電力系統正逐步從人工控制的數字化轉向自動化網絡技術控制。

數字化變電站中繼電保護裝置的測試能夠提高電力系統變電站工作的穩定性，數字變電站繼電保護裝置中的繼電保護測試系統應用十分重要。因此，需要重視繼電保護信息的測試以及數字化變電站的工作情況，及時反映變電站運行的實際情況，為數字化變電站的員工人員工作帶來便利，實現共享有效的測試樣本值數據資源。由于繼電保護測試的測試數據可以輸出不同類型的消息，因此，對于不同類型的設備也可以通過數字變電站繼電保護測試的有效應用快速傳遞信息。隨著我國通信技術的不斷發展，該技術實現了全國范圍內的應用。因此，為了保證變電站電源系統的可靠性和穩定性，數字化的繼電保護是十分必要的。通過該測試技術，確保繼電保護測試裝置的性能可以正常工作。因此，無論是在數據的傳輸過程中還是相位存在誤差的情況下，都需要首先收集電壓和電流信號，以確保數字化變電站繼電保護測試設備的性能良好，最終實現對變電站的保護工作。

4 結語

總的來說，繼電保護調試技術在電力系統運行過程當中具有十分重要的作用。因為電力系統能否正常運轉需要繼電保護的穩定運行，而工作人員對繼電保護器的調試技術和熟練程度又決定著繼續保護的性能高低，所以要求相關調試人員必須要具備較高的專業技術能力和素養，這樣才能更好的食品防腐劑電力系統的正常運行，降低電力故障形成的損害程度。對此，相關工作人員需要加大研究力度，通過對其工作原理、研究現狀以及應用改進等方面進行有效的分析，進一步提升該技術的應用水平。